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SEMI
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Physical
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33 s
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Tic
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2518698A1
Family ID 1879519
Probable Assignee Schlumberger Technology Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title RACCORD A DECONNECTION RAPIDE
Abstract
_________________________________________________________________
CE RACCORD EST DU TYPE COMPOSE DE DEUX ELEMENTS TUBULAIRES, MALE (7)
ET FEMELLE (8), COMPORTANT DE PART ET D'AUTRE DE LEUR ZONE DE JONCTION
DEUX FACES TRONCONIQUES (7C-8C). SELON L'INVENTION, LES MOYENS DE
VERROUILLAGE DU RACCORD COMPRENNENT, D'UNE PART, DEUX MACHOIRES
TRANSVERSALES INDEPENDANTES (23-24), CHACUNE DE CES MACHOIRES ETANT
MUNIE A SES EXTREMITES DE MOYENS D'ENCASTREMENT (25-26) ET COMPORTANT
DANS SA PARTIE CENTRALE UNE GORGE SEMI-CIRCULAIRE (32) A FACES
LATERALES TRONCONIQUES (33), APTES A COOPERER AVEC LES FACES (7C-8C)
DES ELEMENTS (7-8); DEUX DOIGTS D'ASSEMBLAGE, MONTES COULISSANTS DANS
DES ALESAGES (27-28) DES DEUX MACHOIRES, SONT RELIES A DES MOYENS DE
COMMANDE (35) APTES A LEUR COMMUNIQUER UN MOUVEMENT DE TRANSLATION,
NOTAMMENT POUR LES AMENER DANS UNE POSITION DE DECONNECTION DANS
LAQUELLE ILS LIBERENT AU MOINS L'UNE DES MACHOIRES.
Description
_________________________________________________________________
I L'invention est relative a un raccord a deconnection rapide,plus
particulierement,mais non exclusivement,pour
conduite flexible utilisable en mer.
Pour transferer des produits liquides,pulverulents ou p&teux entre
deux equipements qui peuvent etre a terre ou flottants,tels que
navires, pontons,barges ou installations
fixes a terre,ou entre un navire et une plateforme de fo-
rage en mer,il est courant d'avoir recours a des conduites flexibles,
c'est-a-dire non rigides,de maniere a permettre les deplacements
relatifs de leurs extremites,deplacements consecutifs,par exemple,aux
mouvements de la mero Comme montre a la figure I annexee,qui
represente le cas particulier d'un navire 3 relie a une plateforme de
forage en mer 4 par une conduite flexible 2,chaque condui-
te 2 est reliee,soit au navire 2,soit a la plateforme 4, par un
raccord a deconnection rapide,respectivement 5 a-5 b Ce raccord est
destine a interrompre tres rapidement la liaison entre le navire et la
plateforme afin que,en cas
de necessite,telle qu'une eruption du puits ou par mer de-
montee ou temp 6 te,le navire puisse s'eloigner de la plate-
forme sans risque d'y etre drosse ou de sombrer avec la plateforme On
connait deja par le brevet US 3 847 413 un raccord
de ce type dans lequel un element tubulaire male est em-
manche dans un element tubulaire femelle solidaire d'un
ensemble de verrouillage annulaire,entourant l'element ma-
le de part et d'autre de la zone d'emmanchement L'ensemble
de verrouillage est compose,d'une part,de parois diametra-
les et de parois annulaires,respectivement interieures et exterieures,
delimitant une chambre annulaire,d'autre part, d'un piston hydraulique
mobile dans la chambre entre une position de verrouillage et une
position de deverrouillage, et de plus,de spheres de verrouillage
disposees dans les logements radiaux de la paroi annulaire interieure
et aptes and penetrer dans des logements spheriques menages
dans l'element tubulaire mile.
En raison du recours a un piston mobile longitudinale-
ment pour assurer,a la fois,la fonction de commande de
verrouillage et la fonction de verrouillage et de dever-
rouillage l'ensemble de verrouillage presente une grande longueur. Par
ailleurs,les pressions internes elevees regnant dans le raccord et
pouvant atteindre 1 000 Bars exigent
de realiser des emmanchements avec,d'une part,de tres fai-
bles jeux et,d'autre part,de grandes longueurs,ce qui
augmente encore la longueur generale de l'ensemble.
En raison de cette construction,lors de l'operation
de deconnection,et alors meme que l'ensemble de verrouil-
lage est en position de deverrouillage,il arrive que les deux elements
tubulaires male et femelle du raccord ne se dissocient pas par suite
d'un grippage de leurs faces en
contact Ce grippage est consecutif a la longueur d'emman-
chement reciproque,au faible jeu d'emmanchement,aux con-
ditions exterieures favorisant le desalignement des ele-
ments male et femelle et a la pression regnant dans le
raccord,pression qui,des l'ouverture de ce dernier,engen-
dre des phenomenes de plaquage hydraulique.
On connait egalement un raccord dans lequel des brides
de raccordement male et femelle sont plaquees,avec etan-
cheite bout a bout,par une pince peripherique composee de
plusieurs doigts independants longitudinaux aptes a os-
ciller entre une position de verrouillage et une position
de deverrouillage en fonction des deplacements d'un pis-
ton annulaire en contact avec leur face exterieure Chaque
doigt est muni,d'une part,a l'une de ses extremites,de fa-
ces tronconiques opposees lui donnant une forme de crochet et
venant,en position de verrouillage,contre des faces tronconiques
complementaires menagees sur les deux brides, de part et d'autre de
leur zone de contact et,d'autre part, d'une face posterieure pentue
venant en contact,dans la phase de deverrouillage,avec la peripherie
de l'une des brides Dans un tel raccord,il peut arriver,qu'au moment
de la deconnection des deux brides,et malgre les compo-
santes longitudinales dues a la pression et tendant a ecarter ces deux
brides,que la bride non associee aux
doigts reste accrochee sous un ou plusieurs de ceux-ci.
De plus,ce dispositif,compose de nombreuses pieces preci-
ses,est assez onereux.
La presente invention a pour but de fournir un raccord a deconnection
rapide qui soit de construction simple et peu onereuse et ait un
fonctionnement fiable,quelles que
soient la pression a laquelle il est soumis et les solli-
citations exterieures.
Ce raccord est du type compose de deux elements tubu-
laires,respectivement male et femelle,s'embottant avec etancheite et
comportant,de part et d'autre de leur zone
de jonction,deux faces tronconiques opposees aptes a coo-
perer avec des faces complementaires des moyens de ver-
rouillage.
Selon l'invention,ces moyens de verrouillage compren-
nent,d'une part,deux machoires transversales independantes assemblees
suivant un plan sensiblement perpendiculaire a l'axe longitudinal des
deux elements tubulaires du raccord, chacune de ces m 9 choires,munie
a ses extremites de moyens d'encastrement cooperant avec des moyens
complementaires de l'autre machoire,comportant dans sa partie centrale
deux logements semi-cylindriques encadrant une gorge semi-
circulaire a faces laterales tronconiques,aptes a venir
en contact avec les faces tronconiques des elements tubu-
laires du raccord,et d'autre part,deux doigts d'assembla-
ge qui,montes coulissants dans des alesages paralleles a l'axe
longitudinal du raccord et realises dans les moyens d'encastrement
lateraux des deux machoires,sont relies a
des moyens de commande aptes a leur communiquer un mouve-
ment de translation entre deux positions extrgmes,une po-
sition de verrouillage dans laquelle ils assurent la liai-
son des deux m&choires et une position de deconnection
dans laquelle ils liberent au moins l'une des machoires.
Ainsi,lorsque le raccord est en position de raccorde-
ment,ses deux elements tubulaires sont maintenus longitu-
dinalement en contact etanche l'un contre l'autre par les
18698
faces laterales tronconiques des gorges semi-circulaires -
des deux machoires,elles-mgmes liees positivement l'une a l'autre par
les doigts d'assemblage Des que les doigts d'assemblage sont amenes en
position de deconnectionet grace aux composantes radiales s'exercant
sur les faces
tronconiques des elements tubulaires et resultant des ef-
forts de pression s'exercant sur ces elements tubulaires,
les deux machoires s'ecartent instantanement l'une de l'au-
tre Elles liberent ainsi les elements tubulaires qui,sous l'effet des
composantes longitudinales des efforts de
pression,s'ecartent longitudinalement et assurent la de-
connection recherchee.
Grace a sa construction simple et notamment au recours a deux
machoires de faible largeur s'ecartant radialement
tout en etant assemblees par des moyens se deplacant lon-
gitudinalement,ce raccord a un fonctionnement sur dans le temps,quelle
que soit sa frequence de deconnection et quels que soient les efforts
qui lui sont transmis par le milieu
et les contraintes exterieures.
Dans une forme d'execution de l'invention,les moyens de commande
desdoigts d'assemblage sont constituespour
chaque doigt,par un verin hydraulique dont le corps est -
lie a l'une des machoires et dont la tige du piston cons-
titue le doigt d'assemblage.
Le recours a des verins de type classique,c'est-a-dire ne comportant
pas de piston annulaire,et la disposition de ces verins hors de la
structure assurant la connection des
deux elements tubulaires permettent de simplifier la cons-
truction de cette structure et d'en reduire l'epaisseur.
Cela contribue a ameliorer la fiabilite,puisqu'au moment de la
deconnection,la distance que doivent parcourir les
elements tubulaires pour echapper des machoires est egale-
ment reduite.
D'autres caracteristiques et avantages ressortiront
de la description qui suit en reference au dessin schema-
tic annexe representant,a titre d'exemple non limitatif,
une forme d'execution de ce raccord.
Figure 1 est une vue de c 8 te schematique montrant les conditions
d'utilisation de ce raccord, Figure 2 est une vue de c 8 te en coupe
longitudinale partielle montrant une forme d'execution de ce raccorde
Figure 3 en est une vue de c 8 te en demi-elevation et demi-coupe le
montrant aechalle agrandie et avec un plan de coupe longitudinal
decale de 90 par rapport a celui
utilise a la figure 2, -
Figure 4 est une vue en perspective eclatee avec cou-
pe partielle montrant les elements constitutifs essentiels du raccord,
Figure 5 est une vue partielle en coupe longitudinale
montrant une variante de realisation des moyens de comman-
de de deconnection.
De facon connue,ce raccord comprend deux elements tu-
bulaires,respectivement 7 et 8,comportant a leurs extre-
mites des moyens de raccordement avec des conduites,res-
pectivement rigides 9 et flexibles 10,c'est-a-dire suscep-
tible de se deformer en fonction des mouvements relatifs du bateau 3
par rapport a la plateforme 4 Le raccord Z est
muni,a son extremite libre,d'une partie filetee 12,sur la-
quelle se visse un ecrou de raccordement 13,et d'une portee
14 contre laquelle vient prendre appui une portee complet-
mentaire realisee a l'extremite du tuyau rigide 9 Ce der-
nier est muni,a son extremite,d'une collerette 15 contre
laquelle sont appliques,par l'ecrou 13,des segments de cou-
ronne 16 L'etancheite de la liaison est assuree par un joint I
2,dispose dans un logement de l'element tubulaire 7 et comprime par la
face en bout du conduit rigide 9 A son extremite libre,l'element
tubulaire 8 est agence de la
mime facon que celle du conduit rigide 9-de maniere a coo-
perer dans les memes conditions avec l'extremite du con-
duit flexible 10,elle-memeagencee de la meme facon que
l'extremite de l'element tubulaire 7.
Selon l'invention,l'element tubulaire 7 comporte,a son extremite
cooperant avec l'element tubulaire 8,une portee cylindrique male a
apte a s'emboiter dans un
logement femelle 8 a menage a l'extremite de cet element 8.
L'etancheite de cet emboitement est assuree par un joint 18.Comme
montre figure 3,cet emboitement est facilite par
des portees coniques complementaires 19 realisees aux ex-
tremites des elements tubulaires 7 et 8 o En outre,comme montre aux
figures 2,3 et 4,les elements 7 et 8 viennent
en contact l'un contre l'autre par les faces en bout pla-
nes et annulaires,respectivement 20 et 22 Ces faces deli-
mitent un plan de joint transversal confondu avec l'un des
plans diametraux du raccord Enfin,les deux elements tubu-
laires comportent,chacun,a leur extremite d'emboitement, une
collerette, respectivement 7 b-8 b,dont la faceopposee
a la face de contact avec la collerette de l'autre ele-
ment,est tronconique en 7 c et 8 c Les faces 7 cet 8 c,qui sont
disposees de part et d'autre du plan de joint des deux elements du
raccord,forment des angles de meme valeur
par rapport a l'axe longitudinal du raccord.
Les deux elements tubulaires 7 et 8 sont associes a un ensemble de
verrouillage qui,selon l'invention,comprend deux machoires
transversales independantes 23 et 24 Comme montre plus en detail
figure 4,ces machoires comportent,a leurs extremites,des moyens
d'encastrement reciproques,
moyens qui,dans la forme d'execution representee,sont cons-
titues,pour la m'choire 2 _ 3,par deux chapes 25 et,pour la
machoire 24,par deux joues 26 aptes a penetrer,avec un fai-
ble jeu,dans l'intervalle entre branches des chapes 25 Les
chapes et les joues sont traversees par des alesages lon-
gitudinaux,respectivement 27 et 28.
Chacune des machoires 23 et 24 comporte,dans sa par-
tie centrale,une face de contact plane 29 de laquelle de-
bouchent deux logements semi-cylindriques 30 encadrant une gorge
semicirculaire 32 Cette gorge 32 est munie de faces laterales
tronconiques 33, de m 9 me conicite que les faces
7 c et 8 c des elements tubulaires 7 et 8 du raccord.
Lorsque les deux elements de raccord 7 et 8 sont em-
manches l'un dans l'autre,les deux machoires 23 et 24 sont
assemblees l'une a l'autre,de maniere que les faces tron-
coniques 3 de la gorge circulaire qu'elles forment vien-
nent en contact avec les faces 7 c et 8 c des collerettes
de ces deux elements Ces faces 33 s'opposent ainsi a tou-
te separation longitudinale des elements 7 et 8 sous l'ac-
tion de la pression regnant dans le raccord La liaison des deux
machoires est assuree-par deux doigts 34 qui
sont engages dans les alesages longitudinaux 27 et 28 me-
nages dans les chapes 25 et joues 26 I 1 faut noter que les
machoires sont disposees transversalement et sont en con-
tact par leurs faces 29 qui delimitent un plan de joint
sensiblement perpendiculaire a l'axe longitudinal et com-
mun ou parallele a l'un des plans passant par l'axe lon-
gitudinal des deux elements tubulaires 2 et 8.
Chacun de ces doigts est associe a un moyen de comman-
de,moyen qui,dans la forme d'execution representee a la figure 3,est
constitue par un verin 35 dont le corps 36 est fixe par des vis 37
contre l'une des faces laterales
38 de la chape 23 correspondante La tige du piston 39,mo-
bile dans le corps 36,constitue le doigt d'assemblage 34.
Le verin represente est du type a double effet et est donc divise par
le piston 39 en deux chambres,respectivement, anterieure 40 et
posterieure 42,reliees chacune par des canaux
d'alimentation,respectivement 43 et 44, a une source
de fluide sous pression avec interposition d'un distribu-
teur.
Dans cette forme d'execution,des que les doigts 4 ont ete amenes dans
leur position de verrouillage representee a la figure 3,les chambres
posterieures 42 des verins sont
mises and l'echappement,de maniere a eviter d'avoir a main-
tenir inutilement la pression dans ces chambres durant un temps
indetermine En d'autres termes,lorsque le raccord
est en position de fonctionnement,l'assemblage de ses dif-
ferents elements est assure exclusivement par les deux doigts 34 qui
s'opposent a toute separation radiale des
machoires et,en consequence,a toute separation longitudi-
nale des elements 7 et 8 du raccord.
Lorsqu'il est necessaire de deconnecter les parties Z
-8 _
et 8 du raccord,du fluide sous pression est envoye par les canaux 45
dans les chambres 40 des verins 35 Sous l'effet de cette pression,les
pistons 39 reculent en entrainant avec eux les doigts 34 dont les
extremites libres viennent dans la position representee en traits
mixtes et en 45 a la figure 3 Dans cette position,les doigts 34
liberent les joues 26 et,en consequence,la machoire 24 A ce stade,les
machoires 2 _-24 sont ecartees par les composantes radia-
les F s'exercant sur elles,comme montre figure 2 Ces com-
posantes proviennent de la decomposition,par les faces co-
niques 33,7 c et 8 cde l'effort tendant a ecarter longitu-
dinalement les elements 7 et 8,effort provenant lui-meme
de la pression regnant dans le raccord La separation ra-
diale des deux machoires libere ainsi les elements tubu-
laires 7 et 8 du raccord qui peuvent s'ecarter longitudina-
lement,sous le seul effet des composantes longitudinales dues a la
pression,pour assurer la deconnection entre le conduit rigide 2 et le
conduit flexible 10 Lorsqu'il n'y
a pas de pression a l'interieur du raccord,les deux machoi-
res se detachent du raccord par gravite De plus,lorsque la conduite
flexible est en tension,les machoires 2 et
24 tendent a s'ecarter par suite des composantes longitudi-
nales Fl.
Il est and noter que,dans ce raccord,et grace a la fai-
ble longueur des surfaces cylindriques d'emmanchement des
elements 7 et 8,et au recours a des portees coniques coo-
perant avec des machoires separables radialement,lors de
la deconnection des elements et 8,la pression n'engen-
dre aucun effet negatif et,au-contraire,favorise cette
deconnection.
Dans la forme d'execution representee a la figure 5, les moyens
commandant les deplacements des doigts 34 sont constitues par un verin
50 dont le corps 51 lie a la chape correspondante 23 par des vis
52,est divise,par le piston 5,en une chambre posterieure 54 et une
chambre anterieure 55.La chambre 54 communique par un canal 56 avec
une sou
ce de fluide sous pression,tandis que la chambre 55 con-
tient un ressort helicoidal 57 susceptible de deplacer le piston 53
jusqu'a ce qu'il vienne en butee contre la face 54 a de la face
posterieure 54 Un epaulement 58 du corps
limite la course vers l'avant du piston et emp Sche l'ecra-
sement total du ressort par le piston. Avec ce type de raccord,la
pression est maintenue en permanence dans la chambre posterieure 54
des deux moyens
de commande des doigts 34 Pour amener les doigts 34 en po-
sition de deconnection,il suffit de mettre les chambres 54 a
l'echappement afin que,la pression dans ces chambres
baissant,les ressorts 5 _ deviennent preponderants et assu-
rent,d'eux-m 8 mes,le deplacement des pistons 53 et des
doigts 34 qui leur sont associes.
Un tel dispositif est particulierement interessant,car il permet de
commander la deconnection,meme si une avarie du systeme de commande
interdit de mettre a l'echappement
les chambres posterieures 54,puisqu'il suffit alors de fai-
re baisser la pression dans le circuit hydraulique par tout
autre moyen tel que:sectionnement,perforation ou autres.
De tels raccords deconnectables peuvent egalement etre
utilises comme montre figure I pour assurer le raccorde-
ment d'un conduit 59 reliant un navire 3 a l'entree d'un puits
sous-marin 60 Ils peuvent egalement 9 tre utilises pour raccorder tout
autre conduit, flexible ou semi-rigide, utilise pour assurer le
transfert de materiaux divers entre une structure fixe et une
structure mobile ou entre deux
structures mobiles.
Claims
_________________________________________________________________
-PREVENDICATIONS-
1-1 accord a deconnection rapide du type compose de
deux elements tubulaires,respectivement male ( 7) et fe-
melle ( 8),s'emboitant avec etancheite et comportant,de part et
d'autre de leur zone de jonction,deux faces tron- coniques opposees (
7 c-8 c) aptes a cooperer avec des faces complementaires des moyens de
verrouillage,caracterise en ce que ces moyens de verrouillage
comprennent, d'une part,
deux machoires transversales independantes ( 23-24) assem-
blees suivant un plan sensiblement perpendiculaire a l'axe
longitudinal des deux elements tubulaires ( 7-8) du rac-
cord,chacune de ces machoires,munie a ses extremites de moyens
d'encastrement ( 25-26) cooperant avec des moyens complementaires (
26-25) de l'autre machoire,comportant dans sa partie centrale deux
logements semi-cylindriques
( 30) encadrant une gorge semi-circulaire ( 32) a faces la-
terales tronconiques ( 33),aptes a venir en contact avec les faces
tronconiques ( 7 c-8 c) des elements tubulaires
( 7-8) du raccord et,d'autre part,deux doigts d'assembla-
ge ( 34) qui,montes coulissants dans des alesages ( 27-28), paralleles
a l'axe longitudinal du raccord et realises dans les moyens
d'encastrement lateraux ( 25-26) des deux machoires ( 23-24),sont
relies a des moyens de commande
( 35-50) aptes a leur communiquer un mo-vement de transla-
tion entre deux positions extrgmes,une position de ver-
rouillage dans laquelle ils assurent la liaison des deux machoires (
2324) et une position de deconnection dans
laquelle ils liberent au moins l'une des machoires.
2-Raccord selon la revendication 1,caracterise en ce que les moyens de
commande des doigts d'assemblage ( 34)
sont constitues,pour chaque doigt,par un verin hydrauli-
que ( 35-50) dont le corps ( 36-51) est lie a l'une des ma-
choires ( 23-24) et dont la tige du piston ( 39-53) consti-
tue le doigt d'assemblage ( 54).
3-Raccord selon l'une quelconque des revendications
1 et 2,caracterise en ce que le corps ( 36) du verin ( 35)
est divise par le piston ( 39) en deux chambres indepen-
dantes ( 40-42) reliables separement a une source de pression
hydraulique.
4-Raccord selon l'ensemble des revendications 1 et 2,
caracterise en ce que le corps ( 51) du verin ( 50) comporte
une chambre posterieure ( 54) reliee a une source de pres-
sion,et une chambre anterieure ( 55) contenant un ressort
helicoidal de rappel ( 57) apte a amener le doigt d'assem-
blage ( 34) en position de deconnection des que disparait
la pression dans la chambre posterieure ( 54).
-Raccord selon la revendication 1 et l'une quelconque
des revendications 2 a 4,caracterise en ce que l'une des
machoires ( 23) comporte,a chacune de ses extremites,une chape ( 25)
apte a recevoir l'une des joues-( 26) dont sont munies les extremites
de l'autre machoire ( 24)
6-Raccord selon l'ensemble des revendications 1,2 et
,et l'une quelconque des revendications 3 et 4,caracte-
rise en ce que les corps ( 36-51) des verins ( 35-50) sont fixes
lateralement et du m 8 me c 8 te contre l'une des faces exterieures (
38) des deux chapes ( 25) de la machoire ( 23) munie de telles chapes
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13. Items selected from the menu on the left will be highlighted in
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Click them for further information and insights (including
chemical structure diagrams where available).
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